Cabina de cristal

Una cabina de cristal es una cabina , como las que se usan en aeronaves y naves espaciales, que cuenta con una serie de pantallas electrónicas (digitales) de instrumentos de vuelo , generalmente grandes pantallas LCD , en lugar de los tradicionales diales e indicadores analógicos . ^{[ 1 ]} Mientras que una cabina tradicional se basa en numerosos indicadores mecánicos (conocidos como "indicadores de vapor") para mostrar información, una cabina de cristal utiliza varias pantallas multifunción y una pantalla de vuelo principal controlada por sistemas de gestión de vuelo , que se puede ajustar para mostrar la información de vuelo según sea necesario. Esto simplifica la operación y navegación de la aeronave y permite a los pilotos concentrarse solo en la información más pertinente. También son populares entre las aerolíneas, ya que generalmente eliminan la necesidad de un ingeniero de vuelo , lo que ahorra costos. En los últimos años, la tecnología también se ha generalizado en aeronaves pequeñas.

Con la modernización de las pantallas de las aeronaves, también se han modernizado los sensores que las alimentan. Los instrumentos de vuelo giroscópicos tradicionales han sido reemplazados por sistemas electrónicos de referencia de actitud y rumbo (AHRS) y computadoras de datos aerodinámicos (ADC), lo que mejora la fiabilidad y reduce los costos y el mantenimiento. Los receptores GPS suelen estar integrados en las cabinas de cristal.

Las primeras cabinas de cristal, presentes en el McDonnell Douglas MD-80 , el Boeing 737 Classic , el ATR 42 , el ATR 72 y en los Airbus A300-600 y A310 , utilizaban sistemas electrónicos de instrumentos de vuelo (EFIS) para mostrar únicamente información de actitud y navegación, manteniendo los indicadores mecánicos tradicionales para la velocidad aerodinámica, la altitud, la velocidad vertical y el rendimiento del motor. Los Boeing 757 y 767-200/-300 introdujeron un sistema electrónico de indicación del motor y alerta a la tripulación (EICAS) para monitorizar el rendimiento del motor, conservando los indicadores mecánicos para la velocidad aerodinámica, la altitud y la velocidad vertical.

Las cabinas de cristal posteriores, presentes en el Boeing 737NG , 747-400 , 767-400 , 777 , Airbus A320 , Airbus posteriores, Ilyushin Il-96 y Tupolev Tu-204, han reemplazado por completo los indicadores mecánicos y las luces de advertencia de las generaciones anteriores de aeronaves. Si bien las aeronaves equipadas con cabinas de cristal a finales del siglo XX aún conservaban altímetros analógicos , indicadores de actitud y velocidad aerodinámica como instrumentos de reserva en caso de que fallaran las pantallas EFIS, las aeronaves más modernas han estado utilizando cada vez más instrumentos de reserva digitales, como el sistema integrado de instrumentos de reserva .

Panel de instrumentos analógico de un C-5A

Panel de instrumentos C-5M mejorado con acabado de "cristal".

Las cabinas de cristal surgieron en los aviones militares a finales de la década de 1960 y principios de la de 1970; un ejemplo temprano es la aviónica Mark II del F-111D (encargado por primera vez en 1967 y entregado entre 1970 y 1973), que contaba con una pantalla multifunción .

Antes de la década de 1970, las operaciones de transporte aéreo no se consideraban lo suficientemente exigentes como para requerir equipos avanzados como pantallas electrónicas de vuelo. Además, la tecnología informática no estaba lo suficientemente desarrollada como para disponer de componentes electrónicos suficientemente ligeros y potentes. La creciente complejidad de las aeronaves de transporte, la llegada de los sistemas digitales y la creciente congestión del tráfico aéreo en torno a los aeropuertos comenzaron a cambiar esta situación.

El Boeing 2707 fue uno de los primeros aviones comerciales diseñados con cabina de cristal. La mayoría de los instrumentos de la cabina seguían siendo analógicos, pero se iban a utilizar pantallas de tubo de rayos catódicos (CRT) para el indicador de actitud y el indicador de situación horizontal (HSI). Sin embargo, el proyecto del 2707 se canceló en 1971 tras superar dificultades técnicas insuperables y, finalmente, debido a la falta de financiación por parte del gobierno estadounidense.

A mediados de la década de 1970, el avión de transporte promedio tenía más de cien instrumentos y controles en la cabina, y los instrumentos de vuelo principales ya estaban repletos de indicadores, barras transversales y símbolos. El creciente número de elementos en la cabina competía por el espacio y la atención del piloto. ^{[ 3 ]} Como resultado, la NASA llevó a cabo investigaciones sobre pantallas que pudieran procesar los datos brutos del sistema de la aeronave y del vuelo para crear una imagen integrada y fácilmente comprensible de la situación de vuelo, lo que culminó en una serie de vuelos que demostraron un sistema de cabina de cristal completo.

El éxito del proyecto de cabinas de cristal liderado por la NASA se refleja en la plena aceptación de las pantallas de vuelo electrónicas. La seguridad y la eficiencia de los vuelos han aumentado gracias a una mejor comprensión por parte del piloto de la situación de la aeronave en relación con su entorno (o " conciencia situacional ").

A finales de la década de 1990, los paneles de pantalla de cristal líquido (LCD) se volvieron cada vez más populares entre los fabricantes de aeronaves debido a su eficiencia, fiabilidad y legibilidad. Los paneles LCD anteriores presentaban una legibilidad deficiente en algunos ángulos de visión y tiempos de respuesta lentos, lo que los hacía inadecuados para la aviación. Aeronaves modernas como el Boeing 737 Next Generation , 777 , 717 , 747-400ER , 747-8F , 767-400ER , 747-8 y 787 , la familia Airbus A320 (versiones posteriores), A330 (versiones posteriores), A340-500/600 , A340-300 (versiones posteriores), A380 y A350 están equipadas con cabinas de cristal que constan de unidades LCD. ^{[ 4 ]}

La cabina de cristal se ha convertido en equipamiento estándar en aviones comerciales , jets ejecutivos y aeronaves militares . Se instaló en los orbitadores del transbordador espacial de la NASA Atlantis , Columbia , Discovery y Endeavour , y en la nave espacial rusa Soyuz TMA, lanzada por primera vez en 2002. A finales de siglo, las cabinas de cristal también comenzaron a aparecer en aeronaves de aviación general . En 2003, los modelos SR20 y SR22 de Cirrus Design se convirtieron en los primeros aviones ligeros equipados con cabinas de cristal, que se convirtieron en equipamiento estándar en todos los aviones Cirrus. Para 2005 , incluso los aviones de entrenamiento básico como el Piper Cherokee y el Cessna 172 se comercializaban con cabinas de cristal como opción (que casi todos los clientes elegían), al igual que muchos aviones utilitarios modernos como el Diamond DA42 . El Lockheed Martin F-35 Lightning II cuenta con una pantalla táctil panorámica que reemplaza la mayoría de los interruptores y palancas que se encuentran en la cabina de un avión. El Cirrus Vision SF50 civil tiene la misma cabina de cristal, a la que llaman "Perspective Touch".

Dado que el funcionamiento de las aeronaves depende de los sistemas de cabina de cristal, las tripulaciones de vuelo deben estar capacitadas para afrontar fallos. La familia Airbus A320 ha registrado cincuenta incidentes en los que se perdieron varias pantallas de vuelo. ^{[ 6 ]}

El 25 de enero de 2008, el vuelo 731 de United Airlines sufrió un grave apagón en la cabina de cristal, perdiendo la mitad de las pantallas del sistema electrónico centralizado de monitorización de aeronaves (ECAM), así como todas las radios, transpondedores, el sistema de prevención de colisiones de tráfico ( TCAS ) y los indicadores de actitud. ^{[ 7 ]} Los pilotos pudieron aterrizar en el aeropuerto de Newark sin contacto por radio, gracias a las buenas condiciones meteorológicas y la luz del día.

Airbus ha ofrecido una solución opcional, que la Junta Nacional de Seguridad del Transporte de EE. UU. (NTSB) ha sugerido a la Administración Federal de Aviación de EE. UU. (FAA) como obligatoria, pero la FAA aún no la ha convertido en un requisito. ^{[ 8 ]} Hay disponible una hoja informativa preliminar de la NTSB. ^{[ 9 ]} Debido a la posibilidad de un apagón, las aeronaves con cabina de cristal también tienen un sistema de instrumentos de reserva integrado que incluye (como mínimo) un horizonte artificial , un altímetro y un indicador de velocidad aerodinámica . Está separado electrónicamente de los instrumentos principales y puede funcionar durante varias horas con una batería de respaldo.

En 2010, la NTSB publicó un estudio realizado sobre 8000 aeronaves ligeras de aviación general. El estudio encontró que, si bien las aeronaves equipadas con cabinas de cristal tenían una tasa general de accidentes menor, también tenían una mayor probabilidad de verse involucradas en un accidente fatal. ^{[ 9 ]} El presidente de la NTSB dijo en respuesta al estudio: ^{[ 10 ]}

La capacitación es claramente uno de los componentes clave para reducir la tasa de accidentes de aviones ligeros equipados con cabinas de cristal, y este estudio demuestra claramente la importancia vital de una capacitación adecuada en estos sistemas complejos... Si bien las innovaciones tecnológicas y las herramientas de gestión de vuelo que los aviones equipados con cabinas de cristal aportan a la comunidad de aviación general deberían reducir el número de accidentes mortales, lamentablemente no hemos visto que eso suceda.

• Sistema de visualización de la cabina
• Pantalla de vuelo principal
• Sistema electrónico de instrumentos de vuelo
• ARINC 661
• Cuadro de instrumentos electrónico
• Pantalla de visualización frontal
• Sobrecarga de información

• Fred George (23 de marzo de 2017). "Menos es más: el minimalismo en la cabina de mando es un mérito" . Aviación comercial y empresarial . Aviation Week Network.